CN210761212U - 一种非均质固体浮力块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种非均质固体浮力块，属于固体浮力块技术领域，包括置于内部的芯材和置于外部的壳材，芯材和壳材呈内外包裹结构；芯材的密度及抗压强度均小于壳材的密度及抗压强度；芯材由基体和轻质填料构成；壳材由单一的基体构成、或由基体和轻质填料构成；芯材和壳材中的基体和轻质填料均呈内嵌结构；芯材的轻质填料为空心玻璃微珠和/或厘米级空心球；壳材的轻质填料为空心玻璃微珠。本实用新型具有结构一体化、密度低、抗压强度高、吸水率低和弹性模量小等性能优势，使其在海洋石油平台、海底采矿、水下机器人、水下深潜器、潜水钟、救生舱、浮体、军用轻型渡河装备等领域具有非常广阔的应用前景。

Description

一种非均质固体浮力块

技术领域

本实用新型属于固体浮力块技术领域，特别涉及一种非均质固体浮力块。

背景技术

固体浮力块是由轻质填充材料填充到有机高分子材料中，经物理化学反应得到的块状化合物，主要为深海作业装备提供所需浮力。为了保证固体浮力块在海洋高压、高腐蚀、变幻莫测的恶劣环境下能够保持长期、稳定、安全的工作状态，其应具有密度低、抗压强度高、吸水率低、耐腐蚀、可进行二次机械加工等优良性能。

目前，国内外主要围绕均质固体浮力块开展研究及生产，但是在实际生产过程中，当降低固体浮力块密度时，其抗压强度随之降低，而吸水率相应提高；而当增加固体浮力块密度时，其抗压强度随之增大，吸水率相应降低。上述性能变化，限制了材料的可应用性及使用范围。因此，需要研制出密度低、抗压强度高、吸水率低的固体浮力块，以适应深水工程的广泛应用。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种非均质固体浮力块，该浮力块具有结构一体化，可以保证材料的低密度、高抗压强度和低吸水率性能。

本实用新型是这样实现的，一种非均质固体浮力块，包括置于内部的芯材和置于外部的壳材，所述芯材和壳材呈内外包裹结构；所述芯材的密度及抗压强度均小于壳材的密度及抗压强度；所述芯材由基体和轻质填料构成；所述壳材由单一的基体构成、或由基体和轻质填料构成；所述芯材和壳材中的基体和轻质填料均呈内嵌结构。

所述芯材的轻质填料为空心玻璃微珠和/或厘米级空心球。

所述壳材的轻质填料为空心玻璃微珠。

所述空心玻璃微珠为空心玻璃球体，直径分布为11-95微米。

所述厘米级空心球为空心树脂球体，直径分布为1.5-3厘米。

所述基体为环氧树脂聚合物。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

本实用新型的非均质固体浮力块由于采用了全新的技术方案，与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：

1、非均质固体浮力块本身具有结构一体化、密度低、抗压强度高、吸水率低和弹性模量小等性能优势，上述的优良性能使其在海洋石油平台、海底采矿、水下机器人、水下深潜器、潜水钟、救生舱、浮体、军用轻型渡河装备等领域具有非常广阔的应用前景。

2、非均质固体浮力块的结构使其易于通过分别调整壳材和芯材的物料种类、液固比及结构，调控固体浮力块的整体性能；固体浮力块整体性能的多样性、灵活性及可控性扩大了其在海洋领域的应用范围。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的非均质固体浮力块的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的非均质固体浮力块的结构示意图。

图中：1-壳材；2-芯材；3-基体；4-空心玻璃微珠；5-厘米级空心球。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，并配合附图对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

本实用新型的实施例一提供一种非均质固体浮力块，呈长方体结构，如图1所示。非均质固体浮力块包括置于内部的芯材2和置于外部的壳材1，所述芯材2和壳材1呈内外包裹结构；所述壳材1由高密度、高抗压强度和低吸水率的高液固比物料组成，所述芯材2由低密度、低抗压强度和高吸水率的低液固比物料组成；所述壳材1和芯材2均由基体3和轻质填料构成，基体和轻质填料呈内嵌结构；所述轻质填料为空心玻璃微珠4。

基体3为环氧树脂聚合物；空心玻璃微珠4为空心玻璃球体，直径分布为25-95微米。

实施例2

本实用新型的实施例二提供一种非均质固体浮力块，呈长方体结构，如图2所示。非均质固体浮力块包括置于内部的芯材2和置于外部的壳材1，所述芯材2和壳材1呈内外包裹结构；所述壳材1由单一的树脂基体3组成，所述芯材2由低密度、低抗压强度和高吸水率的低液固比物料组成；所述芯材2由基体3和轻质填料构成，所述轻质填料为空心玻璃微珠4和厘米级空心球5，基体3、空心玻璃微珠4和厘米级空心球5三者呈内嵌结构。

基体3为环氧树脂聚合物；空心玻璃微珠4为空心玻璃球体，直径分布为11-60微米；厘米级空心球5为空心树脂球体，直径分布为1.5-3厘米。

固体浮力块体系主要是由树脂基体和轻质填料构成，其中由树脂、固化剂、固化促进剂等多种原料组成的混合物料经过物理化学反应形成树脂基体，以空心玻璃微珠作为轻质填料调节固体浮力块的体系密度。

在空心玻璃微珠添加到树脂基体体系的过程中，经过捏合等物理作用，气体被同时引入到树脂基体体系中；在树脂与固化剂、固化促进剂发生聚合反应的过程中，网状立体聚合物逐步形成，并把空心玻璃微珠包裹在网状体结构中，同时体系中引入的气体在网状结构中形成不规则的气泡；在上述阶段中，体系内部形成不规则的缺陷。

树脂体系中的气泡、缺陷、空心玻璃微珠与树脂基体之间较差的结合性及空心玻璃微珠自身的低抗压强度等负面因素与空心玻璃微珠的加入量密切相关，通过添加空心玻璃微珠调节固体浮力块的体系密度，使固体浮力块在体系密度降低时，其抗压强度随之降低，而吸水率相应提高，材料的综合性能降低。对于均质固体浮力块，上述性能变化较难调控。但是对于非均质固体浮力块，通过分别调整壳材和芯材的物料种类、液固比及结构，综合利用壳材和芯材的性能优势，可实现固体浮力块整体性能的调控；再将厘米级空心球作为轻质填料引入到芯材体系中，可实现在减少空心玻璃微珠加入量的条件下，降低芯材密度和减少树脂体系中气泡及缺陷的目的，提高固体浮力块整体性能。

综上所述，非均质固体浮力块的结构可以使固体浮力块在密度降低的同时，具有较高的抗压强度和较低的吸水率。芯材物料使材料整体密度降低，而壳材物料保证了材料高抗压强度和低吸水率，材料综合性能良好。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，例如非均质固体浮力块的壳材和芯材的物料种类、液固比、结构调整、层数分布及整体外观形状等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种非均质固体浮力块，其特征在于：包括置于内部的芯材和置于外部的壳材，所述芯材和壳材呈内外包裹结构；所述芯材的密度及抗压强度均小于壳材的密度及抗压强度；所述芯材由基体和轻质填料构成；所述壳材由单一的基体构成、或由基体和轻质填料构成；所述芯材和壳材中的基体和轻质填料均呈内嵌结构。

2.根据权利要求1所述的非均质固体浮力块，其特征在于：所述芯材的轻质填料为空心玻璃微珠和/或厘米级空心球。

3.根据权利要求1所述的非均质固体浮力块，其特征在于：所述壳材的轻质填料为空心玻璃微珠。

4.根据权利要求2或3所述的非均质固体浮力块，其特征在于：所述空心玻璃微珠为空心玻璃球体，直径分布为11-95微米。

5.根据权利要求2所述的非均质固体浮力块，其特征在于：所述厘米级空心球为空心树脂球体，直径分布为1.5-3厘米。

6.根据权利要求1所述的非均质固体浮力块，其特征在于：所述基体为环氧树脂聚合物。

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